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1、测斜观测数据处理的研宄韦秉旭芮勇勤I摘要】[ABSTRACT]KEYWORDS1、前言测斜管是一种塑料管，能与土层或岩层一起变形，其内壁加工有导向槽，测量用的探头式倾角仪可在其中上K移动，通过记录探头轴线与垂直线的夹角来记录递增位移量。探头式倾角仪的工作原理［11如图1所示。图中，在公路现场监测试验中，埋设测斜导管的目的，是为了研宄在施工过程和施工完成后，高陡边坡或地基和填筑路堤的水平位移随吋间变化和发展的趋势，进而检验设计方法的合理性，提供施工对路基或边坡的影响，以及观测可能发生的危险预兆，并分析事故发生的原因，积累高速公路建设的经验。然而，在现场测斜导管的
2、埋设过程屮，由于现场条件的限制和考虑埋设地点的合理性,往往没有过多的考虑导向槽的方向与路线走线或法线的夹角，这样的直接结果就是，观测期间数据处理不便。有关此方面的研宄，至今未能借助检索工具检索到相关的学术论文或研究报告。为此，本文利用解析儿何屮平面坐标向量的变换原理，对导向槽的埋设方向与路线的走向和法线方向进行了坐.标转换，使得观测数据的处理变得简单。2、2.1坐标向量变换的原理121假定原点O不动，而变动坐林向量，则平面上每点M的向径虽然不变，可是它的新旧坐标（％/,x2）和（xPx2）是不同的。若新旧坐标向量分别为（々，）和（el，e2）,而向量e2关于（
3、el，e2）的坐标分别为（a1Pa2丨）和（a21,a22）则rfe,=allel+a2le2,e2=al2et+a22e2（1）此外，由于9999OM=x}e}+x2e2,OM=x,e,+x2e2f99t由此~*^2^2（2）把（1）式代入（2）式的右边，则有t•Xy4~X^C-,=XjC6Zjj4-4~（^^12^1+^^22《2）比较el,e2的系数，即得r9Xy—CljjXj4"6F
4、2«^299X2=6Z21X,+6Z22X2（3）由于e/，不共线，因此，变挽行列式不等于零。a\a2a2a22若（el,e2）和（e/,e/）都是直角坐标系，则式
5、（1）中的系数％（/,）=1,2）叫做单位向量^在轴q上的正射影，就是它们间夹角的余弦，若（^/，是从（el,e2）旋转一个角度沒而得到的，则句量A和&或e2和么间的夹角都等于沒，即6fu=“22=cos汐；tjr9Jl此外，e，和el间的夹角，比0大一，而A与e2间的夹角比沒小：，如图4,故“2267,,=COS^=cod+yI=-sin^从而（3）式变为x=xfcos0-yfsin0y=Ysin沒+ycos沒（5）2.2测斜数据处理中坐标系的建立2.2.1路线坐标系的建立选择道路的纵断面与水平囬的交线作为横坐标，道路的前进方向作力所建立坐标系的正向，选择道
6、路的横断面与水平面的交线作为所建立坐标系的纵坐标，选择纵坐标右侧的横坐标方向为正向。路线的坐标系如图2所示。2.2.1测斜管导向槽坐标系的建立为消除测试过程人为造成的系统误差，埋设测斜管时，可在某一个导句槽的位置上刻上标记，每次测麓同一测斜管时，从此方向进行第一次测S,然后顺时针旋转测头，因此，每个测斜管需要测呈四次，其中，第一次测量和第三次测呈，测头的方向互成180°,第二次测量与第四次测量，测头的方向互成180"，这样既可以消除测斜仪本身固有的误差。关于导向槽坐标系的建立，可以选择第一次测量方向与第三次测量方向连线的方向为所建立坐标系的横坐标的正向，选择第
7、二次测量方向与第四次测5:方14连线的方14为所建立坐标系的纵坐标正向。导向槽的坐标系如图3所示。2.3数据处理屮两个坐标系的变换为便于比较，利用全站仪，可以反算分别测出两个坐标系的横坐标的正向（负向）间的夹角度数，或纵坐的正向（负向）间的夹角度数，这样就付以确定两个坐标系的旋转度数，近而确定它们之间的坐标变换关系。在测斜数据处理中，上述两个坐标系的原点都是测斜导管轴线上的某一点。因而，选择轴线上的一点作为坐标原点，两个坐标系的关系如图4所示。选择导向槽的坐标系作力旋转前坐标，路线的坐标系作为旋转后的坐标，根据式（5）式，则可以建立两个坐标系之间的关系，如下3
8、、实例以广安一南充高速公路西部交通建设科技项目“高速公路早期病害预防措施的研究”的子课题二，“山区高速公路鸡爪沟地形不均匀沉降和碾压工艺”，在广安一一南冲高速公路的F合同段K47+252、K47+290和G合同段K50+725、K50+770分别布置了原位观测仪器。4、讨论(1)本文建立的两个坐标系［参考文献］
